Elementos
- Relaciones Base y Derivadas: Las relaciones que almacenan datos son llamadas "relaciones base" y su implementación es llamada "tabla".
- Restricciones: Una restricción es una limitación que obliga el cumplimiento de ciertas condiciones en la base de datos.
- Dominios: Un dominio describe un conjunto de posibles valores para cierto atributo. Como un dominio restringe los valores del atributo, puede ser considerado como una restricción.
- Clave Primaria: Una clave primaria es una clave única elegida entre todas las candidatas que define unívocamente a todos los demás atributos de la tabla, para especificar los datos que serán relacionados con las demás tablas. La forma de hacer esto es por medio de claves foráneas.
- Clave Foránea: Una clave foránea es una referencia a una clave en otra tabla, determina la relación existente en dos tablas. Las claves foráneas no necesitan ser claves únicas en la tabla donde están y sí a donde están referenciadas.
- Clave Indice: Las claves índice surgen con la necesidad de tener un acceso más rápido a los datos. Los índices pueden ser creados con cualquier combinación de campos de una tabla. Las consultas que filtran registros por medio de estos campos, pueden encontrar los registros de forma no secuencial usando la clave índice.
- Procedimientos Almacenados: Un procedimiento almacenado es código ejecutable que se asocia y se almacena con la base de datos.
REGLAS DE CODD
REGLA 1: REGLA DE LA INFORMACIÓN
Toda la información en una base de datos relacional se representa explícitamente
en el nivel lógico mediante tablas y sólo mediante tablas.
• Por tanto los metadatos (diccionario, catálogo) se representan y se
manipulan exactamente igual que los datos de usuario, usando quizás el
mismo lenguaje (ejemplo SQL)
REGLA 2: REGLA DEL ACCESO GARANTIZADO
Para todos y cada uno de los datos (valores atómicos) de una base de datos
relacional se garantiza que son accesibles a nivel lógico utilizando una
combinación de nombre de tabla, valor de clave primaria y nombre de columna.
• Cualquier dato almacenado en una base de datos relacional tiene que
poder ser direccionado unívocamente. Para ello hay que indicar en qué
tabla está, cuál es la columna y cuál es la fila (mediante la clave primaria).
REGLA 3: TRATAMIENTO SISTEMÁTICO DE VALORES NULOS
Se debe disponer de valores nulos (distintos de la cadena vacía, blancos, 0, etc.)
para representar información desconocida o no aplicable de manera sistemática,
independientemente del tipo de datos.
• Se reconoce la necesidad de la existencia del valor nulo, el cual podría
servir para representar, o bien, una información desconocida (ejemplo, no
se sabe la dirección de un empleado), o bien una información que no aplica
(a un empleado soltero no se le puede asignar un nombre de esposa). Así
mismo, consideremos el caso de un alumno que obtiene 0 puntos en una
prueba y el de un alumno que no presentó la prueba.
• Hay problemas para soportar los valores nulos en las operaciones
relacionales, especialmente en las operaciones lógicas, para lo cual se
considera una lógica trivaluada, con tres (no dos) valores de verdad:
Verdadero, Falso y null. Se crean tablas de verdad para las operaciones
lógicas:
null AND null = null
Verdadero AND null = null
Falso AND null = Falso
Verdadero OR null = Verdadero, etc.
REGLA 4: CATÁLOGO DINÁMICO EN LÍNEA BASADO EN EL MODELO
RELACIONAL
La descripción de la base de datos se representa a nivel lógico de la misma
manera que los datos normales, de modo que los usuarios autorizados pueden
aplicar el mismo lenguaje relacional a su consulta, igual que lo aplican a los datos
normales.
• Los metadatos se almacenan y se manejan usando el modelo relacional,
con todas las consecuencias.
REGLA 5: REGLA DEL SUBLENGUAJE DE DATOS COMPLETO
Un sistema relacional debe soportar varios lenguajes y varios modos de uso de
terminal (ejemplo: rellenar formularios, etc.). Sin embargo, debe existir al menos
un lenguaje cuyas sentencias sean expresables, mediante una sintaxis bien
definida, como cadenas de caracteres y que sea completo, soportando:
Toda la información en una base de datos relacional se representa explícitamente
en el nivel lógico mediante tablas y sólo mediante tablas.
• Por tanto los metadatos (diccionario, catálogo) se representan y se
manipulan exactamente igual que los datos de usuario, usando quizás el
mismo lenguaje (ejemplo SQL)
REGLA 2: REGLA DEL ACCESO GARANTIZADO
Para todos y cada uno de los datos (valores atómicos) de una base de datos
relacional se garantiza que son accesibles a nivel lógico utilizando una
combinación de nombre de tabla, valor de clave primaria y nombre de columna.
• Cualquier dato almacenado en una base de datos relacional tiene que
poder ser direccionado unívocamente. Para ello hay que indicar en qué
tabla está, cuál es la columna y cuál es la fila (mediante la clave primaria).
REGLA 3: TRATAMIENTO SISTEMÁTICO DE VALORES NULOS
Se debe disponer de valores nulos (distintos de la cadena vacía, blancos, 0, etc.)
para representar información desconocida o no aplicable de manera sistemática,
independientemente del tipo de datos.
• Se reconoce la necesidad de la existencia del valor nulo, el cual podría
servir para representar, o bien, una información desconocida (ejemplo, no
se sabe la dirección de un empleado), o bien una información que no aplica
(a un empleado soltero no se le puede asignar un nombre de esposa). Así
mismo, consideremos el caso de un alumno que obtiene 0 puntos en una
prueba y el de un alumno que no presentó la prueba.
• Hay problemas para soportar los valores nulos en las operaciones
relacionales, especialmente en las operaciones lógicas, para lo cual se
considera una lógica trivaluada, con tres (no dos) valores de verdad:
Verdadero, Falso y null. Se crean tablas de verdad para las operaciones
lógicas:
null AND null = null
Verdadero AND null = null
Falso AND null = Falso
Verdadero OR null = Verdadero, etc.
REGLA 4: CATÁLOGO DINÁMICO EN LÍNEA BASADO EN EL MODELO
RELACIONAL
La descripción de la base de datos se representa a nivel lógico de la misma
manera que los datos normales, de modo que los usuarios autorizados pueden
aplicar el mismo lenguaje relacional a su consulta, igual que lo aplican a los datos
normales.
• Los metadatos se almacenan y se manejan usando el modelo relacional,
con todas las consecuencias.
REGLA 5: REGLA DEL SUBLENGUAJE DE DATOS COMPLETO
Un sistema relacional debe soportar varios lenguajes y varios modos de uso de
terminal (ejemplo: rellenar formularios, etc.). Sin embargo, debe existir al menos
un lenguaje cuyas sentencias sean expresables, mediante una sintaxis bien
definida, como cadenas de caracteres y que sea completo, soportando:
o Definición de datos
o Definición de vistas
o Manipulación de datos (interactiva y por programa)
o Restricciones de integridad
o Restricciones de transacciones (begin, commit, rollback).
• Además de poder tener interfaces más amigables para hacer consultas, etc.
siempre debe haber una manera de hacerlo todo de manera textual, que es
tanto como decir que pueda ser incorporada en un programa tradicional. Un
lenguaje que cumple esto en gran medida es SQL.
REGLA 6: REGLA DE ACTUALIZACIÓN DE VISTAS
Todas las vistas que son teóricamente actualizables se pueden actualizar también
por el sistema.
• El problema es determinar cuáles son las vistas teóricamente actualizables,
ya que no está muy claro.
• Cada sistema puede hacer unas suposiciones particulares sobre las vistas
que son actualizables.
REGLA 7: INSERCIÓN, ACTUALIZACIÓN Y BORRADO DE ALTO NIVEL
La capacidad de manejar una relación base o derivada como un solo operando se
aplica no sólo a la recuperación de los datos (consultas), sino también a la
inserción, actualización y borrado de datos.
• Esto es, el lenguaje de manejo de datos también debe ser de alto nivel (de
conjuntos). Algunos sistemas de bases de datos inicialmente sólo podían
modificar las filas de una tabla de una en una (un registro de cada vez).
REGLA 8: INDEPENDENCIA FÍSICA DE DATOS
Los programas de aplicación y actividades del terminal permanecen inalterados a
nivel lógico cualesquiera sean los cambios efectuados, tanto en la representación
del almacenamiento, como en los métodos de acceso.
• El modelo relacional es un modelo lógico de datos, y oculta las
características de su representación física.
REGLA 9: INDEPENDENCIA LÓGICA DE DATOS
Los programas de aplicación y actividades del terminal permanecen inalterados a
nivel lógico cualesquiera sean los cambios que se realicen a las tablas base que
preserven la información.
• Cuando se modifica el esquema lógico preservando información (no valdría
por ejemplo, eliminar un atributo) no es necesario modificar nada en niveles
superiores.
• Ejemplos de cambios que preservan la información:
o Añadir un atributo a una tabla base.
o Sustituir dos tablas base por la unión de las mismas. Usando vistas
de la unión se pueden recrear las tablas anteriores...
REGLA 10: INDEPENDENCIA DE INTEGRIDAD
Los restricciones de integridad específicas para una determinada base de datos
relacional deben poder ser definidos en el sublenguaje de datos relacional, y
almacenables en el catálogo, no en los programas de aplicación.
• El objetivo de las bases de datos no es sólo almacenar los datos, sino
también sus relaciones y evitar que estas restricciones se codifiquen en los
programas. Por tanto en una base de datos relacional se deben poder
definir restricciones de integridad.
• Cada vez se van ampliando más los tipos de restricciones de integridad que
se pueden utilizar en los Sistemas de Gestión de Bases de Datos
Relacionales, aunque hasta hace poco eran muy escasos.
• Como parte de las restricciones inherentes al modelo relacional (forman
parte de su definición) están:
o Integridad de Entidad: Toda tabla debe tener una clave primaria.
o Integridad de Dominio: Toda columna de una tabla contendrá
valores exclusivamente de un determinado dominio (conjunto de
valores válidos)
o Integridad Referencial: Toda clave foránea no nula debe existir en
la relación donde es clave primaria.
REGLA 11: INDEPENDENCIA DE DISTRIBUCIÓN
Una Base de Datos Relacional es independencia de la distribución.
• Las mismas órdenes y programas se ejecutan igual en una base de datos
centralizada que en una distribuida.
• Las bases de datos son fácilmente distribuibles.
• Esta regla es responsable de tres tipos de transparencia de distribución:
o Transparencia de Localización. El usuario tiene la impresión de
que trabaja con una base de datos local. (Regla de Independencia
Física)
o Transparencia de Fragmentación: El usuario no se da cuenta de
que la relación con que trabaja está fragmentada. (Regla de
Independencia Lógica).
o Transparencia de Replicación: El usuario no se da cuenta de que
pueden existir copias (réplicas) de una misma relación en diferentes
lugares.
REGLA 12: REGLA DE LA NO SUBVERSIÓN
Si un sistema relacional tiene un lenguaje de bajo nivel (un registro a la vez), ese
bajo nivel no puede ser usado para subvertir (saltarse) las reglas de integridad y
las restricciones expresadas en los lenguajes relacionales de más alto nivel (una
relación a la cada vez).
• Algunos problemas no se pueden solucionar directamente con el lenguaje
de alto nivel.
• Normalmente se usa SQL incorporado en un lenguaje anfitrión para
solucionar estos problemas. Se utiliza el concepto de cursor para tratar
individualmente las filas de una tabla. En cualquier caso no debe ser
posible saltarse las restricciones de integridad impuestos al tratar las filas a
ese nivel.
Los programas de aplicación y actividades del terminal permanecen inalterados a
nivel lógico cualesquiera sean los cambios que se realicen a las tablas base que
preserven la información.
• Cuando se modifica el esquema lógico preservando información (no valdría
por ejemplo, eliminar un atributo) no es necesario modificar nada en niveles
superiores.
• Ejemplos de cambios que preservan la información:
o Añadir un atributo a una tabla base.
o Sustituir dos tablas base por la unión de las mismas. Usando vistas
de la unión se pueden recrear las tablas anteriores...
REGLA 10: INDEPENDENCIA DE INTEGRIDAD
Los restricciones de integridad específicas para una determinada base de datos
relacional deben poder ser definidos en el sublenguaje de datos relacional, y
almacenables en el catálogo, no en los programas de aplicación.
• El objetivo de las bases de datos no es sólo almacenar los datos, sino
también sus relaciones y evitar que estas restricciones se codifiquen en los
programas. Por tanto en una base de datos relacional se deben poder
definir restricciones de integridad.
• Cada vez se van ampliando más los tipos de restricciones de integridad que
se pueden utilizar en los Sistemas de Gestión de Bases de Datos
Relacionales, aunque hasta hace poco eran muy escasos.
• Como parte de las restricciones inherentes al modelo relacional (forman
parte de su definición) están:
o Integridad de Entidad: Toda tabla debe tener una clave primaria.
o Integridad de Dominio: Toda columna de una tabla contendrá
valores exclusivamente de un determinado dominio (conjunto de
valores válidos)
o Integridad Referencial: Toda clave foránea no nula debe existir en
la relación donde es clave primaria.
REGLA 11: INDEPENDENCIA DE DISTRIBUCIÓN
Una Base de Datos Relacional es independencia de la distribución.
• Las mismas órdenes y programas se ejecutan igual en una base de datos
centralizada que en una distribuida.
• Las bases de datos son fácilmente distribuibles.
• Esta regla es responsable de tres tipos de transparencia de distribución:
o Transparencia de Localización. El usuario tiene la impresión de
que trabaja con una base de datos local. (Regla de Independencia
Física)
o Transparencia de Fragmentación: El usuario no se da cuenta de
que la relación con que trabaja está fragmentada. (Regla de
Independencia Lógica).
o Transparencia de Replicación: El usuario no se da cuenta de que
pueden existir copias (réplicas) de una misma relación en diferentes
lugares.
REGLA 12: REGLA DE LA NO SUBVERSIÓN
Si un sistema relacional tiene un lenguaje de bajo nivel (un registro a la vez), ese
bajo nivel no puede ser usado para subvertir (saltarse) las reglas de integridad y
las restricciones expresadas en los lenguajes relacionales de más alto nivel (una
relación a la cada vez).
• Algunos problemas no se pueden solucionar directamente con el lenguaje
de alto nivel.
• Normalmente se usa SQL incorporado en un lenguaje anfitrión para
solucionar estos problemas. Se utiliza el concepto de cursor para tratar
individualmente las filas de una tabla. En cualquier caso no debe ser
posible saltarse las restricciones de integridad impuestos al tratar las filas a
ese nivel.
